Trois étapes sensibles du travail de géologue de ressources

En géologie minière, l'estimation des ressources par modèle de bloc est la norme. Afin de garantir des estimés de ressources de qualité, la personne qualifiée selon la norme canadienne NI43-101 s'appuie sur un ensemble de règles formelles et informelles : les meilleures pratiques. Ces règles édictent notamment les approches à suivre concernant les recommandations de forages, l'utilisation d'une teneur d'écrêtage et la validation des ressources récupérables globales. Ces phases, consécutives, sont parmi les plus sensibles dans le processus d'estimé de ressources et peuvent induire des dépenses ou pertes pour des montants de plusieurs dizaines à centaines de millions de dollars et sont donc centraux pour l'avenir des projets ou mines en opérations. Cependant, les géologues de ressources n'utilisent pas, dans la grande majorité, des méthodes objectives et répétables pour s'assurer de l'efficacité ou de la qualité de leurs utilisations des meilleures pratiques. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de nouvelles approches permettant de systématiser et de rationaliser les recommandations de forages et la définition des seuils d'écrêtage. Nous présentons aussi une étude afin de renforcer et documenter les meilleurs pratiques de validations de ressources récupérables globales par changement de support en fonction du type de variogramme. Tout estimé de ressources commence par une banque de données de forages et se termine par une recommandation de forages additionnels. Une des problématiques concernant ces recommandations est qu'elles s'effectuent généralement de manière manuelle et donc subjectivement. Les campagnes de forages représentent des investissements pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de millions de dollars et sont un enjeu significatif pour toutes les compagnies minières ou d'explorations. Pour ce problème de positionnement de forage, nous proposons de rationaliser les recommandations de forages grâce un nouvel outil de la recherche opérationnelle qui pour la première fois permet de prendre en compte de manière dynamique la couverture continue des blocs par les forages existants ou recommandés. L'algorithme est flexible tout en obtenant une efficacité proche de l'optimum obtenu par programmation linéaire. Il fonctionne pour des données de mines souterraines ou à ciel ouvert. Utilisé sur des données issues d'une mine en opération, l'algorithme a démontré qu'il était suffisamment rapide pour permettre l'optimisation de plusieurs projets simultanément. Cet avantage est particulièrement utile pour les exercices budgétaires, car il permet une rationalisation du gain des forages recommandés. L'impact de la fonction objectif utilisée sur plusieurs projets simultanément reste cependant à établir. Flexible et rapide, ce nouvel outil permet d'obtenir des recommandations de forages objectives garantissant une couverture maximale en fonction du budget alloué. Une fois les forages réalisés, l'analyse des carottes permet de commencer l'estimé des ressources. Un problème récurrent est alors la grande variabilité des analyses et la présence de valeurs extrêmes qui peuvent influer grandement sur l'estimation des ressources. D'importantes quantités de métal et donc de revenus potentiels étant associés à ces analyses, la gestion des valeurs extrêmes et la définition des seuils d'écrêtage associés sont des problèmes majeurs pour tous géologues de ressources. La pratique la plus courante consiste à interpréter visuellement l'histogramme des teneurs afin de définir le seuil d'écrêtage. Nous proposons une nouvelle approche qui utilise les données du contrôle de la qualité et assurance de la qualité (QaQc) afin d'établir un lien entre qualité d'échantillonnage et valeurs extrêmes. Le seuil d'écrêtage est sélectionné tel que la population écrêtée retourne le coefficient de variation estimé de la population sans erreur d'échantillonnage (établie grâce au coefficient de corrélation des duplicats). En utilisant des données issues de mines aurifère et nickélifère, la méthode a démontré des résultats cohérents avec les approches généralement utilisées dans l'industrie. L'utilisation d'un estimateur robuste du coefficient de corrélation des duplicats représente une amélioration possible. Grâce à cette approche originale qui valorise les données de QaQc, un nouvel outil de définition des valeurs d'écrêtage objectif et répétable est fourni aux géologues pour les assister dans ces décisions critiques. Une fois les données écrêtées, la personne qualifiée peut passer à la phase d'interpolation du modèle de bloc. Le plus souvent, dans l'industrie minière canadienne, un estimateur linéaire est utilisé. Afin de choisir les paramètres d'interpolation, la validation des estimés de ressources récupérables par changement de support global est la méthode objective la plus utilisée. Pour obtenir les courbes tonnages-teneurs à la taille de support désirée, il est nécessaire d'obtenir des données sans valeur extrême afin d'en déduire : l'histogramme et le variogramme. Il existe quatre types de variogrammes fréquemment utilisés dans l'industrie minière (traditionnel, corrélogramme, relatif par paires et sur données gaussiennes). Le géologue-géostatisticien doit, par la suite, choisir le modèle de changement de support proprement dit. Afin de documenter les conséquences de ces choix, nous avons étudié l'impact des différents types de variogrammes sur les résultats de plusieurs modèles de changement de support. Grâce à des données simulées, nous avons corroboré les meilleures pratiques utilisées dans l'industrie. Il en ressort que le modèle discret gaussien est le plus robuste et ne présente pas de biais comparativement aux méthodes indirectes log normal qui exposent certains projets à plus de risques. Aussi, le variogramme relatif par paires ne semble pas fournir une bonne évaluation de la dispersion de blocs et doit donc être évité pour l'utilisation de changement de support. Les techniques de changement de support globales actuellement disponibles sont basées sur l'hypothèse de stationnarité ; or, pour de nombreux projets miniers, cette hypothèse est faible. Le développement d'une méthode de changement de support globale non-stationnaire représente une piste intéressante pour des recherches futures. Cette étude permet d'identifier les meilleures pratiques en matière de validation des estimés de ressources récupérables. Dans cette thèse, nous avons proposé plusieurs solutions originales afin d'apporter des améliorations aux meilleures pratiques utilisées dans l'industrie minière canadienne pour l'estimation de ressources. Grâce à des données simulées et réelles issues de projets ou mines en opérations, nous avons testé les algorithmes et méthodes proposées. Les résultats de nos études corroborent les pratiques actuelles tout en y apportant des améliorations robustes et objectives. L'utilisation et le respect des méthodes développées dans cette thèse devraient permettre d'améliorer les meilleures pratiques, de maximiser la valeur des projets ou mines en opérations et donc de diminuer le risque associé aux estimés de ressources.